4. Das System O/H/H2O auf Pt(111)

4.4.6 Autokatalytisches Verhalten bei der Wasserstoff-Oxidation auf
Pt(111)
Wenn tatsächlich eine Autokatalyse vorliegt, könnten die Konzentrationsgradienten
in den Abb. 4-19 und 4-20 durch angehaltene Reaktionsfronten erklärt
werden. (In diesen Experimenten war die Wasserstoffdosierung gestoppt worden,
so daß die Fronten nicht weiterliefen.) Reaktionsfronten sind typische Eigenschaften
autokatalytischer Reaktionen, ihr Nachweis wäre daher ein direkter
Beleg für das Vorliegen des oben beschriebenen Mechanismus [177]. Um diese
Vermutung zu erhärten, müßte aber auch das zeitliche Fortschreiten solcher
Fronten beobachtet werden. Leider sind die Frontbreiten in den Abbildungen 4-19
und 4-20 sehr groß. Um die Wanderung einer solchen Front in situ zu verfolgen,
müßte ein größerer Flächenausschnitt betrachtet werden. Dabei wäre aber die
Herabsetzung der Rastergeschwindigkeit notwendig, da das STM aufgrund der
größeren Auslenkung der Piezos zum Schwingen angeregt werden würde. Dann
wäre die Aufnahmegeschwindigkeit der Bilder bereits so niedrig, daß die
Reaktion nicht mehr verfolgt werden könnte. Weiterhin ist der Pt(111)-Kristall
nicht besonders eben und zeigt eine hohe Stufendichte. Dies führt zu weiteren
Schwierigkeiten, weil mit zunehmender Zahl an Stufen der Kontrast innerhalb
einer Terrasse vermindert wird. Es wird zunehmend schwieriger, verschiedene
Spezies auf den Terrassen zu unterscheiden.
Aus diesen Gründen wurde die Reaktion bei tieferen Temperaturen untersucht,
bei denen die Reaktionsgeschwindigkeit herabgesetzt ist. Dies hatte den positiven
Nebeneffekt, daß die Breite der Reaktionsfronten abnahm und die Verfolgung
mit dem STM erleichtert wurde.
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Abb. 4-25 zeigt einen 930 × 940 Å großen Flächenausschnitt bei 110 K, der mit
Sauerstoff bedeckt ist. Es wurde ein konstanter H2-Hintergrunddruck in der
Kammer eingestellt und das Geschehen in situ verfolgt. Es sind drei Terrassen zu
erkennen, die durch zwei monoatomare Stufen (schwarze Linien) voneinander
getrennt sind. Die Bilder wurden künstlich von der linken Seite beleuchtet, um
den Kontrast zu verstärken.
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